KR20120134387A - 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120134387A
KR20120134387A KR1020110053256A KR20110053256A KR20120134387A KR 20120134387 A KR20120134387 A KR 20120134387A KR 1020110053256 A KR1020110053256 A KR 1020110053256A KR 20110053256 A KR20110053256 A KR 20110053256A KR 20120134387 A KR20120134387 A KR 20120134387A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
rolled steel
cold rolled
corrosion resistance
high strength
Prior art date
Application number
KR1020110053256A
Other languages
English (en)
Inventor
김재익
김종화
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110053256A priority Critical patent/KR20120134387A/ko
Publication of KR20120134387A publication Critical patent/KR20120134387A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0426Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0436Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0447Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the heat treatment
    • C21D8/0473Final recrystallisation annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로 C:0.0005~0.0020%, Sn:0.05~0.35%, Mn:0.3~0.6%, P:0.03~0.08%, Al:0.01~0.10%, W:0.05~0.30%, N:0.001~0.004%, Cu:0.10~0.40%, S:0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법을 기술적 요지로 한다.
본 발명에 의하면, 기존의 스테인레스 강판에 비해 저비용으로 제조 가능하고, 신장 플랜지 및 벤딩 등의 다양한 가공 특성을 갖고 있어 상온 가공성이 우수하며, 강판 표면에 Cu계 황화물을 형성하여 우수한 내식성이 있으며 용융도금 후 고온에서 장시간 유지하여도 도금층의 표면 산화를 억제하여 내변색성 및 내식성이 우수한 고강도의 냉연강판을 제조할 수 있다.

Description

가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH COLD-ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT FORMABILTY, SURFACE PROPERTIES FOR WORKING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차, 가전제품 및 보일러 등에 사용되는 가공용 용융도금 원판인 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강 성분과 공정 조건을 최적화하고 강판 표면에 Cu계 황화물을 형성하여 우수한 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 배기계, 가정용 연통, 오븐 및 보일러 등과 같은 제품 부재에는 주철이 사용되는 것이 일반적이었으나, 수백도(℃) 이상의 고온 환경에 지속적으로 노출되어 높은 내열 특성이 요구되므로 이러한 고온 특성을 확보하기 위하여 알루미늄 용융도금강판, 스테인리스 강판 등을 가공하여 사용하게 되었다.
여기서, 고온 특성이란 가공된 제품이 고온 환경에서 사용될 때의 특성 중 하나로서, 자동차 배기계 등의 제품 사용시 국부적인 온도 상승에 의해 제품의 특성이 열화될 수 있으므로 고온 특성, 즉 내변색성이 요구된다. 내변색성이란 고온 조건에서 용융 도금 강판의 산화를 방지하고 도금 시 도금 물질과의 밀착성을 확보하기 위한 표면 특성으로써 변색이 생길 경우 제품의 표면 광택도가 현저히 감소하는 등 적용상의 문제점으로 대두되고 있다. 한편 고온 조건에서 강판의 산화를 방지함과 아울러 고온과 저온이 반복되는 제품 특성상 외기와 노출된 금속 부분에 녹이 발생하고 경우에 따라서는 구멍(pin hole)이 생겨 부식이 발생하는 문제가 있으므로, 이러한 부식을 방지하기 위해 더 높은 내식성이 요구된다.
종래에는 내열 용도로 스테인리스 강판(stainless steel sheet)이 주로 사용되어 왔지만, 스테인리스 강판은 Cr, Ni 등 고가의 합금원소의 다량 첨가로 제조 비용이 고가일 뿐만 아니라 고온에서 가열시 결정립계의 Cr이 C와 결합하여 입계에 크롬-카바이드(chromium carbide)가 석출되어 생긴 Cr 고갈층(chromium depleted zone) 부위에 입계 부식이 발생되어 내식성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 고온에서 내산화성을 확보하기 위하여 알루미늄 용융도금 강판을 사용하기도 하나, 이러한 알루미늄 용융도금 강판은 400℃ 이상의 고온으로 가열되는 경우에는 Fe와 Al의 상호 확산 반응에 의한 계면의 합금층이 성장하여 단시간에 표면의 광택을 잃어버리고 변색되어 내열특성이 부족하게 되므로 적용될 수 있는 용도가 제한되는 문제점이 있다.
또한, 자동차의 배기계, 가정용 연통, 오븐 및 보일러 등과 같은 제품은 한정된 공간에 수용되도록 제조되고, 다양한 방법을 통해 복잡한 형상으로 성형되어 조관 후에는 확관하거나 벤딩 하는 가공 공정이 필요하므로 상기 표면 특성 이외에도 상온 가공성 및 사용 부재의 내충격 특성 확보를 위해서는 상온에서 인장강도 350MPa 이상이 아울러 요구된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일본 공개특허공보 특개평8-319548은 강판의 표면에 피복층을 형성함에 의해 고온강도 등이 우수한 용융 알루미늄 도금강판을 제조하고자 하였으나, 강판의 특성 개선 보다는 도금 조건의 개선 방안을 제시하고 있어 도금층 성분 변경시 그 조정이 어려울 뿐만 아니라, 목표로 하는 내열성을 얻기 어려운 문제가 있다.
또한, 일본 공개특허공보 특개평9-176816은 강중 Al과 고용된 N의 함량을 조정한 강판을 알루미늄 도금 후 열처리하여 내열성과 가공성을 향상시키고자 하였으나, 상기 강판은 550℃ 이상의 온도에서 사용되는 제품의 부재로는 적용되기 어렵고, 강 성분의 첨가량 조정이 용이하지 않아 가공성 열화 및 시효에 의한 가공 결함이 발생되는 문제점이 있다.
한편, 일본 공개특허공보 특개평9-111396은 페라이트와 마르텐사이트의 2상 조직으로 이루어진 내충격 특성이 우수한 고강도 강판을 제조코자 하였으나, 연신이 충분치 않아 성형성이 좋지 않은 문제가 있을 뿐만 아니라 고온 내변색성 확보에도 어려움이 있었다.
그리고, 미국 특허 제4,675,214호는 내식성 또는 내산화성을 가진 스테인리스 강판 표면에 크롬, 규소, 망간 등의 산화물을 환원성 가스 분위기하에서 환원하여 강판 표면층을 청정하게 한 후 용융 알루미늄 욕조에 침지하여 도금 제조되는 용융 알루미늄 도금 스테인리스강을 제안하였으나, 환원을 위한 설비가 별도로 필요하고 그 작업 조건이 복잡하게 되며, 강판 표면에 CrN 생성으로 인해 알루미늄-철 계통 합금층의 생성이 방해되어 도금 불량의 원인이 되고, 알루미늄 합금층의 박리가 생기기 쉬워 목표로 하는 내변색성, 내식성을 얻기 어려운 문제가 있다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 자동차 배기계, 가정용 연통, 오븐 및 보일러 등과 같이 고온 특성과 상온 가공성이 동시에 요구되는 용도에 사용하기 위해, 고가의 합금 원소의 첨가를 줄이면서 강 성분과 공정 조건을 최적화함으로써 저비용으로 제조 가능한 내변색성 및 내식성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중량%로 C:0.0005~0.0020%, Sn:0.05~0.35%, Mn:0.3~0.6%, P:0.03~0.08%, Al:0.01~0.10%, W:0.05~0.30%, N:0.001~0.004%, Cu:0.10~0.40%, S:0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판을 제공한다.
또한, 상기 Cu와 S의 원자비 Cu/S의 값이 5~25인 것에도 그 특징이 있다. 그리고, 상기 냉연강판의 표면에 Cu계 황화물이 형성된 것에도 그 특징이 있다. 여기서, Cu계 황화물은 Cu2S층을 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 냉연강판의 표면에 Sn계 산화층이 형성된 것에도 그 특징이 있다.
아울러, 상기 Sn계 산화층은 Sn2O3층을 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 중량%로 C:0.0005~0.0020%, Sn:0.05~0.35%, Mn:0.3~0.6%, P:0.03~0.08%, Al:0.01~0.10%, W:0.05~0.30%, N:0.001~0.004%, Cu:0.10~0.40%, S:0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 가열한 후 열간압연하고, 권취 후 냉간압연한 다음, 냉간압연된 강판을 800℃ 이상의 온도에서 소둔 처리하고, 소둔 처리된 강판에 대하여 40℃/sec 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 가공성 및 내변색성이 우수한 고내식 냉연강판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 강 슬라브는 상기 Cu와 S의 원자비 Cu/S의 값이 5~25인 것에도 그 특징이 있다.
게다가, 상기 열간압연은 900~940℃에서 마무리 압연하는 것에도 그 특징이 있다.
뿐만 아니라, 상기 열간압연은 열간압연된 열연판을 20~80℃/sec의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
그리고, 상기 권취는 560~680℃에서 행하여 지는 것에도 그 특징이 있다.
나아가, 상기 소둔 처리는 800~900℃에서 행하여 지는 것에도 그 특징이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 스테인레스 강판에 비해 저비용으로 제조 가능하고, 신장 플랜지성 및 벤딩성이 요구되는 용도의 다양한 가공 특성을 만족하므로 상온 가공성이 우수하며, 고용 원소의 저감으로 내시효성이 증가할 뿐만 아니라, 고온에서 내변색성이 우수할 뿐만 아니라 강판 표면에 Cu계 황화물을 형성하여 우수한 내식성이 있는 가공용 고강도 냉연 강판을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 냉연강판에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명자들은 저비용으로 신장 플랜지성(stretch-flangeability), 벤딩성(bendability) 등의 다양한 가공 특성과 내시효성(anti-aging properties)을 만족하면서 고온에서의 내변색성을 동시에 확보하기 위한 연구 및 실험을 거듭하여 본 발명을 완성시켰다. 그 결과로 본 발명은 강 성분 중 극저탄소량을 함유하고 소둔 및 냉각 조건을 최적화하여 강도-연성을 확보하고, Sn을 첨가하여 강판 표면에 Sn계 산화층을 형성함으로써 고온에서 내변색성 확보와 아울러, Cu의 첨가량 및 Cu와 S의 원자비를 제어하여 강판 표면에 Cu계 황화물을 형성시킴으로써 고온에서 내식성 및 내변색성과 상온에서 내시효성, 가공성이 우수하여 자동차 배기계, 가정용 연통, 오븐, 보일러 등의 제품 부재로 적합한 가공용 고강도 냉연강판을 제조하는데 그 특징이 있다.
먼저, 본 발명의 성분 한정 이유에 대하여 설명한다. (이하, 중량%는 간단히 %로 표기함)
탄소(C)는 강판의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소로서 C의 첨가량이 증가할수록 인장 및 항복 강도는 증가하나 과잉 첨가되면 시효 발생에 의해 가공성이 급격히 저하되므로 그 상한은 0.0020%가 바람직하다. 다만, 0.0005% 미만이면 결정립 크기가 증가하여 재질이 급격히 연화될 뿐만 아니라 고온에서의 이상 성장이 일어나 특성을 확보하기 곤란하므로, C 함량은 0.0005~0.002%로 한정한다.
망간(Mn)은 고용 강화 원소로서 강의 강도를 높이고 열간 가공성을 향상시키지만 MnS 형성에 의해 연성 및 가공성을 저해하는 원소이다. 따라서, Mn이 과잉 첨가되면 연성이 저하되고 합금원소의 다량 첨가에 의한 경제성 저하 및 중심 편석의 발생 요인이 되므로 상한은 0.60%가 바람직하다. 다만, 0.30% 미만이면 가공성은 개선되나 목표로 하는 강도 확보가 곤란하므로, Mn의 함량은 0.30~0.60%로 한정한다.
알루미늄(Al)은 용강의 탈산을 위해 첨가되는 원소로서 강중 고용원소와 결합되어 시효 특성을 개선하므로 0.01% 이상 함유되는 것이 바람직하다. 다만, 0.10%를 초과하여 과잉 첨가되면 강중 개재물의 양을 증가시켜 표면 결함을 유발하고 가공성이 저하되므로, Al의 함량은 0.01~0.10%로 한정한다.
인(P)은 강의 강도 및 내식성을 향상시키는 원소로서 이들 특성의 확보를 위해서는 0.03% 이상 함유되는 것이 바람직하지만, 그 함량이 0.08%를 초과하면 주조 시 중심 편석을 일으키고 가공성이 급격히 저하되므로, P의 함량은 0.03~0.08%로 한정한다.
질소(N)는 강 내부에 고용 상태로 존재하면서 재질 강화에 유효한 원소로서 0.001% 미만 함유하면 충분한 강성을 얻을 수 없고 석출물 형성 사이트가 감소하게 되며, 그 함량이 0.004%를 초과하면 고용원소 과다로 시효의 원인이 되어 경화가 일어나 성형성을 악화시키는 주원인이 되므로, N의 함량은 0.001~0.004%로 한정한다.
황(S)은 강중 Mn과 결합해 부식 개시점 역할을 하는 비금속 개재물을 형성하고 적열 취성(red shortness)의 요인이 되므로 가능한 그 함량을 저감시키는 것이 바람직하므로 S의 함량은 0.015% 이하로 한정한다. 다만, 상기 효과를 확실하게 확보하기 위해서는 0.010% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
텅스텐(W)은 강내 석출 조장 및 고온강도 향상에 효과적인 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 최소 0.05% 이상의 첨가가 필요하나, W의 함량이 0.30%를 초과하면 석출 촉진에 대한 기여 효과 보다는 고가의 합금원소 첨가에 따른 제조원가의 상승요인이 되므로, W의 함량은 0.05~0.30%로 한정한다.
주석(Sn)은 강 내부에 고용상태로 존재하여 고온특성 및 내식성을 향상시키는 원소로서, 열처리에 의해 가열, 산화되어 강판 표면에 Sn2O3와 같은 Sn계 산화층을 형성함으로써 강판 표면에 합금화층 형성을 억제하여 내식성과 내변색성을 향상시키는 바, 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.05% 이상 첨가하는 것이 바람직하지만, 그 함량이 0.35%를 초과하면 내식성이나 내변색성 향상에 대한 기여 효과 보다는 제조 원가 상승 및 냉간 압연 작업성 저하의 요인으로 작용하므로, Sn의 함량은 0.05~0.35%로 한정한다.
구리(Cu)는 강의 내식성 향상에 매우 효과적인 중요한 원소로서, 강판의 표면에 Cu2S와 같은 Cu계 황화물을 형성하여 녹 발생 등 부식을 억제한다. 그리고, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상 함유되는 것이 바람직하나, Cu의 함량이 0.4%를 초과하면 연주 단계에서 입계 취화에 의한 균열의 원인으로 작용하므로, Cu의 함량은 0.1~0.4%로 한정한다.
Cu의 경우 단독으로 관리하는 것도 중요하지만, 본 발명에서 목표로 하는 특성을 확보하기 위해서는 Cu와 S의 원자비 Cu/S를 일정 범위로 유지하여 가공성과 내식성을 동시에 확보하는 것도 중요하다.
Cu와 S의 원자비, Cu/S 값이 5 미만이면 내식성 향상에 기여하는 Cu계 황화물의 형성이 미진하여 내식성 개선 효과를 기대하기 어렵고, Cu/S의 값이 25를 초과하면 강중 고용된 Cu에 의한 표면결함의 발생 빈도가 증가하므로, Cu/S의 값은 5~25로 한정하였다.
본 발명의 냉연강판은 상기 성분을 포함하면서 잔부 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 그리고 필요에 따라 본 냉연강판의 특성 향상을 위해 합금 원소가 더 첨가될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 밝히지 않은 합금 원소가 첨가되었다 하여 본 발명의 범위에서 제외되는 것으로 해석 되지는 않는다.
이하, 본 발명의 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
상기의 조성을 지닌 강 슬라브를 재가열한 후 열간압연하고, 권취 후 냉간압연하며, 800℃ 이상의 온도에서 소둔 처리된 강판에 대하여 40℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각하여 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 냉연강판을 제조할 수 있다.
상술한 성분계와 같이 조성되는 강 슬라브를 통상의 온도에서 재가열한 후 열간압연 시 마무리 압연 온도는 900~940℃인데, 상기 마무리 압연 온도가 900℃ 미만이면 상대적으로 저온 영역에서 열간압연이 종료됨에 따라 최종 형성된 결정립의 혼립화가 발생되어 가공성 및 압연성이 저하되고, 마무리 압연 온도가 940℃를 초과하면 두께 전반에 걸쳐 균일한 열간압연이 이루어지지 않아 결정립 미세화가 불충분하게 되고 이에 따라 결정립 조대화에 기인해 충격 인성이 저하되므로, 마무리 압연 온도는 900~940℃로 제한한다.
상기 열간 마무리 압연을 한 후에는 런아웃테이블(run-out table)에서 열간압연된 강판을 냉각 속도 20~80℃/sec로 냉각하는데, 상기 냉각속도가 20℃/sec 미만이면 결정립 성장의 촉진에 의해 상대적으로 조대 결정립이 형성되어 강도 및 가공성 저하의 요인이 되며, 냉각속도가 80℃/sec를 초과하면 폭 방향 냉각 불균일에 의한 재질의 편차 발생 요인으로 작용하기 때문이다.
상기 런아웃테이블에서 냉각 후, 상기 열연강판은 560~680℃의 온도에서 권취가 이루어진다. 상기 권취온도가 560℃ 미만이면 열간압연재의 재질이 다소 경화되어 차공정인 냉간압연 공정에서의 부하가 커져 압연성 확보가 어렵고, 폭 방향 온도의 불균일 정도가 증가하여 저온 석출물의 생성 거동 차이로 인해 재질 편차가 유발됨으로써 가공성이 저하되며, 고온 특성이 악화되는 문제가 있다. 또한 권취온도가 680℃를 초과하면 최종 제품의 조직이 조대하게 생성되어 가공성 및 내식성이 저하되는 문제가 있기 때문에, 권취온도는 560~680℃로 제한한다.
상기 권취가 끝난 강판은 산세 처리 및 목표 두께로 냉간압연하는 단계를 거친 후에 재결정 및 미세 조직 제어를 위해 800℃ 이상의 온도로 연속소둔 공정을 거치게 된다. 상기 800℃ 이상의 소둔 온도는 제2상 조직의 변태 구동력을 충분히 확보하기 위한 온도에 해당된다. 소둔 온도가 800℃ 미만이면 목표로 하는 강판의 최종 미세 조직을 얻을 수 없어 우수한 가공성 및 고온 특성의 확보가 곤란한 문제가 있다. 다만, 고온 소둔의 경우 강판의 표면 결함이 증가할 수 있으므로 소둔 온도는 900℃ 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
상기 소둔 처리된 강판은 냉각 공정을 통해 목표로 하는 조직 특성을 확보할 수 있는데, 이를 위해서는 냉각 속도를 40℃/sec 이상으로 유지한다. 상기 냉각속도가 40℃/sec 미만인 경우에는 서냉으로 인해 목표로 하는 경한 조직을 얻기 곤란하기 때문이다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
아래의 표 1과 같은 조성으로 용해하여 제조한 발명강1, 2와 비교강1 내지 5를 아래의 표 2와 같은 공정 조건하에서 작업하여 냉연강판 발명재1 내지 5와 비교재1 내지 10을 제조한 후, 상기 제조된 각 냉연강판 소재에 대하여 상온과 고온에서의 특성을 평가하여 표 3에 나타내었다.
표 3에 기재된 특성 중 내꺽임성 시험은 강판 가공 후 표면 꺾임의 발생 정도에 따라 구분하였으며, 이를 표현하는 꺾임성 지수를 5단계로 나누어 비교적 꺾임 현상이 미미한 1~2단계를 양호로, 육안 관찰이 가능한 정도로 꺾임 현상이 발생한 3~5단계를 불량으로 판정하였다.
또한, 고온 내변색성 시험은 강판을 500℃의 온도에서 48시간 유지 후 표면 광택도가 30% 이상 저하되면 불량으로 판정하였다.
한편, 내식성 시험은 5% NaCl로 480 시간 동안 염수 분무 실험 후 부식 감량이 0.05g/cm2 미만이면 양호, 그 이상이면 불량으로 판정하였다.
그리고, 상온 인장강도는 상온에서 인장강도 350MPa 이상이면 양호, 그 미만이면 불량으로 판정하였으며, 가공성은 상온 가공 시 가공 균열(crack)이 발생하는 경우에 불량으로 판정하였다.
이때, 표 1에서 Cu와 S의 원자비, Cu/S의 값은 각 원소 성분의 중량 %를 각각 그 원자량으로 나눈 값의 비를 말한다.
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 강 성분 및 공정 조건이 본 발명의 범위를 만족하는 발명재1 내지 5는 내꺽임성이 양호하여 내시효성이 우수하였으며, 인장 강도 또한 상온에서 350MPa 이상으로 양호하였으며, 강판 표면에 Sn계 산화층이 형성되어 고온 내변색성이 양호하였으며, 또한 Cu계 황화물이 형성되어 내식성 또한 양호하였고 상온 가공 시 가공 결함이 발생하지 않아 상온 가공성도 우수하였다
Figure pat00001
Figure pat00002
반면에, 표 1의 강 성분 등이 본 발명의 범위를 만족하는 발명강이지만 표 2의 공정 조건 중 일부가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교재1 내지 5는 대부분 고온 특성을 확보하기 곤란하였으며, 가공성 및 내시효성도 불량한 경우가 많았다.
또한, 표 2의 공정 조건은 본 발명의 범위를 만족하나, 표 1의 강 성분 C, Cu, Sn 또는 Cu와 S의 원자비 등이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교재6 내지 10은 상온 및 고온 특성이 불량한 경우가 많았다. 그 중 비교재6은 내변색성도 우수하고 항복점 연신 현상은 발생하지 않았으며, 내꺽임성이 양호하였지만 가공 시 균열이 발생하고 상온 강도도 350MPa를 만족할 수 없었으며 내식성도 목표를 확보할 수 없었다. 이는 Sn의 과다 첨가에 의해 가공성의 열화 및 Cu의 미첨가에 의한 내식성의 저하에 기인한다. 그리고, 비교재7 내지 10은 강중 고용 탄소 량이 많아 가공성 및 내시효성이 불량하였을 뿐만 아니라, Cu, Sn 함량 등의 부적합으로 내식성 및 고온 특성도 불량하여, 상온 가공성과 고온 특성을 동시에 만족하는 것이 곤란하였다.
Figure pat00003
결국, 강의 성분 조건과 제조공정의 조건(특히, 소둔 및 냉각 조건)을 최적화하여 미세한 B계 질화 석출물을 형성하고, Sn을 첨가하여 강판 표면에 Sn2O3와 같은 Sn계 산화층을 형성하고 또한 Cu를 첨가하여 Cu계 황화물을 형성함으로써 저비용으로 가공성 및 내변색성을 동시에 만족시키는 고내식 고강도 냉연강판을 제조할 수 있었다.
상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 중량 %로 C:0.0005~0.0020%, Sn:0.05~0.35%, Mn:0.3~0.6%, P:0.03~0.08%, Al:0.01~0.10%, W:0.05~0.30%, N:0.001~0.004%, Cu:0.10~0.40%, S:0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Cu와 S의 원자비 Cu/S의 값이 5~25인 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉연강판의 표면에 Cu계 황화물이 형성된 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 Cu계 황화물은 Cu2S층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  5. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉연강판의 표면에 Sn계 산화층이 형성된 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 Sn계 산화층은 Sn2O3층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판.
  7. 중량 %로 C:0.0005~0.0020%, Sn:0.05~0.35%, Mn:0.3~0.6%, P:0.03~0.08%, Al:0.01~0.10%, W:0.05~0.30%, N:0.001~0.004%, Cu:0.10~0.40%, S:0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 가열한 후 열간압연하고, 권취 후 냉간압연한 다음, 냉간압연된 강판을 800℃ 이상의 온도에서 소둔 처리하고, 소둔 처리된 강판에 대하여 40℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 강 슬라브는 상기 Cu와 S의 원자비 Cu/S의 값이 5~25인 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 열간압연은 900~940℃에서 마무리 압연하는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 열간압연은 열간압연 된 열연판을 20~80℃/sec의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 권취는 560~680℃에서 행하여 지는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 소둔 처리는 800~900℃에서 행하여 지는 것을 특징으로 하는 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
KR1020110053256A 2011-06-02 2011-06-02 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법 KR20120134387A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110053256A KR20120134387A (ko) 2011-06-02 2011-06-02 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110053256A KR20120134387A (ko) 2011-06-02 2011-06-02 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120134387A true KR20120134387A (ko) 2012-12-12

Family

ID=47902591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110053256A KR20120134387A (ko) 2011-06-02 2011-06-02 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120134387A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101351947B1 (ko) 내변색성 및 내식성이 우수한 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR101308719B1 (ko) 가공성, 내열성 및 내변색성이 우수한 고강도의 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
JP5586704B2 (ja) 耐熱性に優れた加工用冷延鋼板及びその製造方法
KR101286172B1 (ko) 가공성 및 내열성이 우수한 고강도의 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134387A (ko) 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134396A (ko) 가공성 및 내열성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134390A (ko) 가공성이 우수한 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR101263793B1 (ko) 가공성, 내변색성 및 내식성이 우수한 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120127858A (ko) 가공성 및 내열성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101263791B1 (ko) 가공성, 내열성 및 내변색성이 우수한 고강도의 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134385A (ko) 가공성 및 내변색성이 우수한 고내식 냉연강판 및 그 제조방법
KR101351946B1 (ko) 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 냉연강판 및 그 제조방법
KR101351944B1 (ko) 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 냉연강판 및 그 제조방법
KR101351948B1 (ko) 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101308718B1 (ko) 가공성 및 내열성이 우수한 고강도의 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR101351945B1 (ko) 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 냉연강판 및 그 제조방법
KR101308717B1 (ko) 가공성, 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134386A (ko) 가공성 및 내변색성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101351951B1 (ko) 내열성이 우수한 가공용 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101308716B1 (ko) 가공성, 내열성 및 내변색성이 우수한 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120127859A (ko) 내열성 및 내식성이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법
KR20110063188A (ko) 가공성 및 내열성이 우수한 가공용 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134384A (ko) 가공성 및 내변색성이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134392A (ko) 가공성, 내식성 및 내변색성이 우수한 고내열 냉연강판 및 그 제조방법
KR20120134388A (ko) 가공성 및 내변색성이 우수한 고내열 냉연강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application